电源控制电路制造技术

在具备燃料电池与蓄电装置的电源的控制中，能够迅速进行蓄电装置的升温。燃料电池搭载车辆驱动系统（１０）是驱动控制搭载在车辆上的旋转电机（１４）的系统，包括：与旋转电机（１４）连接的逆变器（１２）；具有蓄电装置（２２）、电压变换器（２４）以及燃料电池（２６）的电源电路（２０）；以及控制电源电路（２０）的电源控制装置（４０）。电源控制装置（４０）构成为包括：ＦＣ输出电压设定模块（４２），设定燃料电池的输出电压；ＯＣＶ回避模块（４４），在设定ＦＣ输出电压时回避ＯＣＶ附近的电压；蓄电池升温控制判断模块（４６），判断蓄电装置（２２）是否处于升温控制中；以及ＯＣＶ回避解除模块（４８），在蓄电装置（２２）处于升温控制中时解除ＯＣＶ回避。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种电源控制电路，尤其涉及控制具备蓄电装置与燃料电池的电源的 工作的电源控制电路。
技术介绍
由于对环境影响少，因此在车辆上搭载燃料电池。为了求出进行燃料电池的控制 时的工作点，电流-电压特性、即I-V特性被作为燃料电池的输出特性使用。所述I-V特性 与要求电力曲线的交点被设定为工作点。燃料电池的I-V特性在电流为零时输出电压取得最大值。因为电流值为零是指断 开输出两端子的状态，因此，所述电压被称为开路电压(Open Circuit Voltage :0CV)。如 果从所述OCV的状态增加电流，则电压值急剧下降，稳定在一定值，即使增加电流值输出电 压也不怎么变化的区域持续。如果从所述输出电压稳定的区域进一步增加电流值，则电压 值从一定值的电压值急剧下降，电压值变为零。这样，燃料电池的I-V特性具有与燃料电池 的电化学反应有关的非线性，在OCV附近与电流大的区域中输出电压急剧变化。如果在OCV 附近使燃料电池工作，则有时作为燃料电池的构成要素之一的催化剂劣化加重，因此，回避 OCV附近而设定燃料电池的工作点。例如，专利文献1中指出了下述情况在燃料电池系统中，如果燃料电池的输出电 压对应于系统要求电压的变动而跨越氧化还原电位发生变动，则因烧结现象而导致燃料电 池的输出特性劣化。因此，FC要求电力比氧化还原电力小时以不进行发电的方式将FC输 出电压设定为OCV (开路电压)，FC要求电力比氧化还原电力大时将FC输出电压设定为对 应于要求电力的电压。而且，其后即使FC要求电力下降而低于氧化还原电力，也在达到适 配值β的持续时间内将FC输出电压设定为氧化还原电位而继续发电。超过适配值β时， 作为已经不需要发电而不进行发电。专利文献1中说明，像这样能够使FC输出电压不跨越 氧化还原电位。专利文献1 日本特开2007-5038号公报
技术实现思路
这样，回避OCV附近而进行燃料电池工作点的设定。由于燃料电池不是2次电池， 因此，为了防备负载变动等，一般情况下配合使用高电压的蓄电装置。所述蓄电装置与燃料 电池相互并联连接，对应于负载的要求电力而进行各自的电力分配。例如，仅通过燃料电池 的发电不能维持负载的要求电力时，蓄电装置放电以供给不足的电力，相反，蓄电装置的充 电量下降时，通过燃料电池的发电向负载供给电力并且进行蓄电装置的充电。所述蓄电装置在低温下输出电力也变小，另外，蓄电能力也降低。因此，外部空气 温度变为一定程度的低温时，进行使蓄电装置升温的控制。例如，对蓄电装置进行反复强制 地放电与充电的控制。通过反复进行所述强制的充放电，使蓄电装置活化，使其温度渐渐升 尚ο这样，为蓄电装置的升温控制进行强制放电时，如果回避OCV附近区域进行燃料 电池的输出电压设定，则因为燃料电池的输出电流变为相当大的值，因此，即使希望蓄电装 置放电，也会由于燃料电池的输出电流而被充电。即，蓄电装置的强制放电变得不充分，升 温需要很长时间。本专利技术的目的在于提供一种电源控制装置，所述电源控制装置在具备燃料电池与 蓄电装置的电源电路的控制中，能够迅速地进行蓄电装置的升温。本专利技术的电源控制装置，其特征在于，包括在蓄电装置与燃料电池之间进行电力 分配，并与分配给燃料电池的要求电力对应地设定燃料电池的目标输出电压的单元；开路 电压回避单元，在设定目标输出电压时，将燃料电池的开路电压与预先设定的规定的阈值 上限电压之间的范围作为回避电压区域而设定目标输出电压，其中，所述阈值上限电压为 比开路电压低的电压；判断蓄电装置是否通过强制的充放电进行升温控制的单元；以及开 路电压回避解除单元，在判断为蓄电装置进行升温控制时，能够包含回避电压区域而进行 目标输出电压的设定。另外，优选在本专利技术的电源控制装置中，开路电压回避解除单元使在蓄电装置进 行强制的放电时能够设定目标输出电压的放电时可设定范围与在蓄电装置进行强制的充 电时能够设定目标输出电压的充电时可设定范围不同。另外，优选在本专利技术的电源控制装置中，开路电压回避解除单元使放电时可设定 范围为开路电压与预先设定的规定的放电时阈值下限电压之间的范围，其中，所述放电时 阈值下限电压是在开路电压以下且在阈值上限电压以上的电压，并且，所述开路电压回避 解除单元使充电时可设定范围为阈值上限电压以下的电压。另外，优选在本专利技术的电源控制装置中，具有蓄电装置充放电单元，所述蓄电装置 充放电单元根据蓄电装置的温度执行强制的充放电控制。专利技术效果根据上述构成，对于电源控制装置，将燃料电池的开路电压(OCV)与预先设定的 规定的阈值上限电压之间的范围作为回避电压区域，所述阈值上限电压是比开路电压低的 电压，回避所述回避电压区域而设定目标输出电压，判断蓄电装置是否通过强制的充放电 进行升温控制，在判断为进行升温控制时，能够包含回避电压区域而设定目标输出电压。因 为回避电压区域中燃料电池的输出电流为零或者较小值，因此，在蓄电装置强制放电时能 够抑制对其充电，从而能够迅速进行蓄电装置的升温。另外，在电源控制装置中，使蓄电装置进行强制放电时的目标输出电压的设定范 围即放电时可设定范围与蓄电装置进行强制充电时的目标输出电压的设定范围即充电时 可设定范围不同。由此，在进行强制放电与进行强制充电时，能够使燃料电池的输出电流不 同。因此，能够为更快地进行放电而设定放电时输出电压，为更快地进行充电而设定与放电 时输出电压不同的充电时输出电压。另外，在电源控制装置中，将开路电压与预先设定的规定的放电时阈值下限电压 之间的范围作为放电时可设定范围，所述放电时阈值下限电压为开路电压以下且为阈值上 限电压以上的电压，将阈值上限电压以下的电压作为充电时可设定范围。由此，能够使放电 时可设定范围比充电时可设定范围高，能够使燃料电池的输出电流在强制放电时为包含零 的较小值，另一方面，在强制充电时为足够大的值。另外，在电源控制装置中，因为对应于蓄电装置的温度执行强制充放电控制，因 此，例如只在预定的规定的低温时进行强制充放电控制，即解除OCV回避控制，例如能够将 燃料电池的劣化抑制在最小限度。附图说明图1是表示含有本专利技术的实施方式的电源控制装置的燃料电池搭载车辆驱动系 统的构成的图。图2是表示在本专利技术的实施方式中的电源控制的流程，尤其是蓄电装置进行升温 控制时的FC输出电压设定的流程的流程图。图3是表示在本专利技术的实施方式中的关于燃料电池的I-V特性与输出电压设定的 范围的情况的图。图4是表示在本专利技术的实施方式中的蓄电装置进行升温控制时的各要素的变化 情况的图。标号说明10燃料电池搭载车辆驱动系统12逆变器14旋转电机20电源电路22蓄电装置24电压变换器26燃料电池28蓄电池温度30燃料电池40电源控制装置42FC输出电压设定模块440CV回避模块46蓄电池升温控制判断模块480CV回避解除模块具体实施例方式以下使用附图详细说明本专利技术的实施方式。以下作为应用了电源控制装置的系 统，对搭载有燃料电池与旋转电机的车辆驱动系统进行说明，但如果是含有具有燃料电池 与蓄电装置的电源电路的系统，则也可以是除此之外的系统。例如，车辆上也可以不搭载作 为负载的旋转电机，另外，负载也可以是如在高电压下工作的辅机等旋转电机之外的电气直ο另外，以下，作为电源电路，对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉田道雄，前中健志，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP